Федеральное агентство ПО РЫБОЛОВСТВУ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ бюджетное ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "МУРМАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" Кафедра физики "Лабораторный практикум по механике и молекулярной физике" Учебное пособие (для бакалавров) Мурманск 2013

Составители: Виктор Степанович Гнатюк, д.ф.н., профессор кафедры физики Мурманского государственного технического университета, Ольга Юрьевна Ярова, старший преподаватель той же кафедры. Под редакцией Морозова Николая Николаевича, докт. техн. наук, профессора, зав. кафедрой физики Мурманского государственного технического университета. Учебное пособие рассмотрено и одобрено Учёным советом МГТУ «____» ____________________ 2013г., протокол № ____ Рецензент: кафедра физики, информатики и информационных технологий ФГБОУВПО «Мурманский государственный гуманитарный университет» Электронное издание подготовлено в авторской редакции Мурманский государственный технический университет 183010, Мурманск, ул. Спортивная д. 13 тел. (8152) 25-40-72 Уч.-изд. л. _____ Заказ _______ Мурманский государственный технический университет, 2013

федеральное агентство по рыболовству

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«мурманский государственный технический университет»

Кафедра физики

"Лабораторный практикум по механике и молекулярной физике"

Учебное пособие

(для бакалавров)

Мурманск

2013

Составители – Виктор Степанович Гнатюк, д.ф.н., профессор кафедры физики Мурманского государственного технического университета, Ольга Юрьевна Ярова, старший преподаватель той же кафедры

Под редакцией Морозова Николая Николаевича, докт. техн. наук, профессора, зав. кафедрой физики Мурманского государственного технического университета.

Учебное пособие рассмотрено и одобрено Учёным советом МГТУ «____» ___________ 2013 г., протокол № _____.

Рецензент – кафедра физики, информатики и информационных технологий ФГБОУВПО «Мурманский государственный гуманитарный университет»

• Мурманский государственный технический университет, 2013

оглавление

Введение …………………………………………………………………………...5 Лабораторная работа № 3. Изучение законов равноускоренного движения тел…………………………………………………………………………………..…20

Лабораторная работа № 5. Проверка основного закона динамики

вращательного движения………………………………………………………….32

Лабораторная работа № 6. Определение ускорения свободного падения

тел с помощью физического маятника…………………………………………...47

Лабораторная работа № 8. Определение моментов инерции твердых

тел по периоду крутильных колебаний……………………………………….…57

Лабораторная работа № 12. Определение модуля сдвига вращающегося

твердого тела при помощи крутильного маятника………………………….….66

Лабораторная работа № 14. Определение модуля Юнга……………………..80

Лабораторная работа № 15. Изучение явления стоячих звуковых

волн и определение скорости звука в воздухе…………………………………..87

Лабораторная работа № 17. Определение момента инерции маховика....98

Лабораторная работа № 19. Определение теплоемкости металлов

методом охлаждения………………………………………………………116

Лабораторная работа № 20. Определение коэффициента

теплопроводности твердого тела………………………………………………123

Лабораторная работа № 21. Определение отношения

теплоемкостей газа…………………………………………………………130

Лабораторная работа № 22. Определение коэффициента

поверхностного натяжения жидкости методом отрыва кольца………………141

Лабораторная работа № 24. Определение коэффициента вязкости

жидкости по методу Стокса…………………………………………………….155

Лабораторная работа № 25. Изменение энтропии при

нагревании и плавлении олова…………………………………………………164

Введение

Переход на бакалавриат, сокращение аудиторных часов требуют новых методических подходов и дополнительного методического обеспечения преподавания курса физики. Цель данного учебного пособия – помочь бакалаврам при прохождении физического лабораторного практикума.

Пособие содержит описание 14 лабораторных работ по механике, молекулярной физики и термодинамике и составлено так, чтобы бакалавры, проходящие физический практикум в лаборатории, могли самостоятельно освоить методику измерений; провести обработку и анализ полученных результатов, оценить погрешности измерений, оформить отчеты.

Все описания работ строго структурированы: указывается название работы, фамилия бакалавра – исполнителя работы, дата выполнения работы, фиксируются допуск к работе, её выполнение, зачет. Приводится унифицированная таблица приборов и материалов, применяемых в работе. Все это сразу же ориентирует студента на качественное выполнение работы.

Приступая к выполнению лабораторной работы, студент должен знать ее основные теоретические положения, понимать физические основы работы, представлять цель работы, последовательность действий при проведении измерений. Поэтому содержание описания работ разбито на три части:

1. основные понятия и законы, где подробно рассматриваются фундаментальные теоретические основы работы;

2. теория лабораторной работ, где теоретически обосновываются конкретные методы измерений, применяемые при выполнении работы;

3. измерения и обработка результатов.

В конце описания каждой лабораторной работы содержится ряд контрольных вопросов, служащих тестами на правильное понимание цели работы, физической теории, методики измерений и обработки данных.

В постановке лабораторных работ и написании методических указаний к ним в разное время принимали участие преподаватели и сотрудники кафедры физики МГТУ В.С. Гнатюк, П.Г. Луценко, В.А. Ларин, В.М. Панков, О.А. Никонов, Н.М. Путинцев, А.А. Остроумов, В.В. Садохов, А.В. Федотов и др.